黄土高原设施农业种植制度探析

对黄土高原日光温室黄瓜与其他作物建立的不同种植制度研究表明,冬春茬黄瓜收获后采用不同轮作体系可显著减少土壤微生物数量;休闲降低土壤细菌和真菌数量效果最佳,其次为种植豇豆或与其他豆科作物轮作。翻青玉米、翻青黑豆和种植豇豆处理黄瓜产量较高,其次为夏季休闲,而种植番茄和小白菜处理黄瓜产量较低。并提出黄瓜与翻青玉米、豇豆、翻青黑豆轮作是有效预防和克服土壤连作障碍的较佳种植制度。     

缺硼对棉花不同品种苗期叶片POD、SOD同工酶的影响

在土培条件下 ,研究了 4个对缺硼反应不同的棉花品种苗期叶片中过氧化物酶 (POD)和超氧化物歧化酶 (SOD)同工酶。结果表明 ,缺硼使硼低效品种POD、SOD同工酶数量增加 ,而硼高效品种变化不明显 ,并推测新出现的几种同工酶与适应缺硼环境关系密切。不同生长时期 ,叶片POD、SOD同工酶谱不同 ,可能与不同时期对缺硼的适应能力不同有关。     

基于反射光谱与Landsat 8 OLI多光谱数据的艾比湖湿地土壤盐分估算

土壤盐渍化是农业生产中最关键的生态问题之一,是一种降低土壤质量,严重影响作物产出的缓慢土壤退化过程。因此,土壤盐分的监测及评估对干旱区的土地管理与恢复至关重要。选取艾比湖湿地为研究区,基于2016年干湿两季(5月/9月)的Landsat8 OLI遥感影像,147个土壤实测样点的电导率(Electrical Conductivity, EC)数据及其对应的室内反射光谱数据,通过光谱重采样技术,建立该研究区土壤EC的偏最小二乘(partial least-squares regression, PLSR)定量估算模型,并尝试对干湿两季的土壤盐渍化状况进行对比分析。结果表明:(1)艾比湖湿地土壤盐渍化较为严重,湿季土壤EC(23.90 mS·cm~(-1))高于干季(11.62 mS·cm~(-1));(2)基于重采样处理后的光谱数据及13个光谱指数所建立的PLSR模型具有较好的精度(R2=0.91,RMSE=6.48mS·cm~(-1),RPD=2.45),说明该模型可以有效地对区域尺度的土壤EC进行定量估算。(3)从2016年5月至9月,艾比湖湿地的中度和重度盐渍土面积增加,轻度盐渍土和盐土面积减少。本研究将两种不同分辨率的数据进行联合建模,既提升了传统光学遥感影像模型的精度,又将高光谱数据扩展至像元尺度上,为土壤盐分信息的遥感提取提供了科学参考。     

戈壁地表土壤颗粒的空间变异特征研究

研究戈壁地表土壤颗粒粒度特征及空间变异可为戈壁地区风蚀监测、评价及制定科学的防沙治沙对策提供参考。以吉兰泰盐湖西北部的堆积型细砾质戈壁为研究对象,基于数字图像技术计算了地表不同粒级颗粒的质量分数,并分析了颗粒空间变异特征。结果表明,图像处理技术提取戈壁地表土壤颗粒的效果较好,3个粒级颗粒质量分数总和为93.12%,粒径0.84 mm、0.84～0.42 mm和0.42 mm颗粒质量分数分别为69.81%、14.99%和8.32%,变异系数分别为14.12%、40.02%和55.06%,变异函数模型分别为高斯模型、高斯模型和指数模型,空间异质性尺度分别为632、691和1 875 m。3个粒级颗粒均呈斑块状分布,且C/(C_0+C)介于72.79%～79.37%,说明结构因素和随机因素共同影响戈壁地表颗粒的空间分布格局,但结构性因素(戈壁形成过程、地势、风蚀及植被分布格局等)是造成颗粒分布格局差异的主要驱动力。     

剑麻麻茎腐解特征及氮素回收利用率研究

为合理利用剑麻麻茎作有机肥还田,采用网袋法和盆栽试验研究了麻茎腐解特性及氮素回收利用率。结果表明,麻茎粉碎还田后240 d,茎部和叶基腐解率均较大,分别高达72.4%、78.9%;茎部氮、磷、钾释放率分别为88.4%、72.7%、94.9%;叶基氮、磷、钾的释放率分别达88.0%、74.4%、95.5%。茎部和叶基快速腐解期均在30 d内,而氮、磷、钾的快速释放期也在30 d内。茎部和叶基不同养分释放速率大小均表现为钾氮磷。剑麻吸收的土壤氮比例远高于尿素氮和麻茎氮,而吸收的麻茎氮高于尿素氮。麻茎单施和配施尿素处理的氮素利用率分别为5.1%、4.3%。可见,麻茎还田情况下,可适当降低后茬尿素的用量。     

低能氮离子注入桔梗种子的生物学效应研究

为研究低能氮离子(N⁺)注入对桔梗种子的生物学效应,以不同氮离子注入能量(25 KeV和35 KeV)和剂量[0(CK)、2×10¹⁶、4×10¹⁶、6×10¹⁶、8×10¹⁶、10×10¹⁶、12×10¹⁶N⁺·cm^-2]对桔梗种子进行处理,通过测定M₀存活率探索最佳处理条件,并对桔梗进行形态学性状观察,筛选优异突变株,进一步通过ISSR分子标记分析桔梗突变体突变位点。结果表明,能量为25 KeV,剂量为12×10¹⁶ N⁺·cm^-2时,桔梗存活率最高,为77.0%。突变株的花形、花萼结构、花期和株高均发生了变化,主要表现为花萼向类似花瓣结构变化、花期延迟、植株变矮等;突变株的ISSR分析结果显示,20对引物共扩增出250个位点,其中多态性位点共87个,多态率为34.80%,平均每对引物可扩增出4.35条多态性片段。本研究结果为桔梗N⁺注入诱变育种提供了一定的理论参考。     

低磷胁迫对不同磷效率基因型烟草苗期生长及生理特征的影响

为揭示不同磷效率烟草对低磷胁迫的响应机理,以磷高效且耐低磷基因型K326和云烟105及磷低效且低磷敏感基因型G28和中烟101为试验材料,设置低磷(0.01 mmol·L^-1,LP)和正常磷(1.00 mmol·L^-1,NP)2个处理,研究不同磷效率基因型烟草苗期主要农艺性状及生理指标对低磷处理的反应。结果表明,磷高效基因型的农艺指标(株高、地上部干重、根系干重等)在2种处理中均显著高于磷低效基因型,表明磷高效基因型在LP和NP水平下均能较好生长,对磷素具有较高的吸收或利用效率;在LP下,磷高效基因型的主根长增幅较大,干重、株高等降幅较小,即磷高效品种的生长受低磷影响较小,耐低磷性较强。在生理指标方面,LP条件下磷高效基因型的3种保护酶[过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)]和酸性磷酸酶(ACP)活性及可溶性糖和游离脯氨酸含量的增幅较磷低效基因型大,丙二醛(MDA)含量的增幅较小,可溶性蛋白含量、根系活力的降幅较小,水培营养液的pH值降幅较大;磷高效基因型的农艺性状及生理指标的耐低磷指数均高于磷低效基因型。综上,在低磷胁迫中,磷高效基因型烟草具有较强的活性氧清除能力,可累积较多渗透调节物质以维持细胞渗透势,较好地保护细胞,增强体内ACP活性,提高对磷素的吸收利用效率,维持自身的正常生长与代谢。本研究结果为烟草磷素高效吸收利用提供了一定的理论依据。     

植被分布对地表糙率影响

[目的]分析在植被淹没或非淹没状态不同植被覆盖密度影响下,地表糙率的变化规律与特征,为进一步研究植被对地表糙率的影响提供参考。[方法]试验以塑料棒模拟植被分布,模拟出不同密度,分别进行放水试验。[结果]在植被淹没与非淹没状态下地表糙率的变化不同,在非淹没状态时,地表糙率随着平均水深的增加呈减小的趋势,在淹没水深小时,地表糙率随着平均水深的增加而先增大后减小,而当淹没水深很大时,地表糙率趋向于一个稳定值。[结论]地表糙率取值随植被覆盖密度的增大而增大;同一下垫面情况下,不同的水流方向,地表糙率取值不相同。     

菌根与间作对紫色土-水界面氮流失的削减效应

揭示土著丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与间作对紫色土-水界面各形态氮流失的削减效应,可为保护水环境、减缓紫色土坡耕地氮流失带来的农业面源污染提供理论依据。通过自然降雨条件下的径流模拟试验,设置不同种植模式(单作玉米、玉米/大豆间作、单作大豆)和不同菌根处理(抑菌、未抑菌),在雨季不同时间采集7次径流和侧渗水样,分析比较各不同处理下径流及侧渗各氮形态变化迁移特征。研究结果表明,侧渗即壤中流为紫色土-水界面氮素流失的主要途径,硝态氮为紫色土-水界面氮素流失的主要形态。随取样时间后延,径流总氮、硝态氮浓度均呈现出波浪式上升的趋势,而铵态氮浓度整体表现出先上升再下降的趋势;侧渗总氮浓度趋势则呈现先下降后上升再下降的趋势,硝态氮浓度整体表现出下降后趋于平缓的趋势,铵态氮浓度则表现出先上升后下降并趋于平缓的趋势。所有复合处理中,未抑菌—间作处理的径流、侧渗及总流失量中总氮、铵态氮浓度均最低,且其径流、总流失量中硝态氮浓度也明显低于其他处理。在未抑菌处理下,与单作玉米、单作大豆处理相比,间作处理使径流和侧渗总氮浓度分别下降约13.4%、20.3%和56.5%、48.7%,总流失量中总氮浓度分别下降约50.1%和43.5%;使径流和总流失量中的硝态氮浓度分别降低约10.0%、16.7%和51.3%、42.9%;并使径流和总流失量中铵态氮浓度分别显著降低约10.5%、26.0%和21.7%、30.2%,侧渗铵态氮浓度也相应降低约29.6%和33.7%。可见土著菌根真菌与玉米/大豆间作体系对协同削减紫色土-水界面氮素的流失表现出了较大的潜力。     

早晚季不同水稻籽粒灌浆表现及其与耐光氧化特性的关系研究

试验研究早晚季不同水稻材料籽粒灌浆特性与耐光氧化反应特性的关系结果表明,耐光氧化反应特性强的适强光生态型水稻品种其达最大灌浆速率的时间较迟,且灌浆生长盛期终止亦迟,各参数在早晚季灌浆结实期保持相对稳定;而不耐光氧化的适弱光生态型品种则反之,其达最大灌浆速率的时间早,且生长盛期结束亦早,各参数在早晚季灌浆结实期稳定性相对较差。